Οι αστρονόμοι μπορούν να κάνουν μερικές από τις πιο θεμελιώδεις ερωτήσεις που υπάρχουν, που κυμαίνονται από το αν είμαστε μόνοι στο σύμπαν μέχρι ποια είναι η φύση της μυστηριώδους σκοτεινής ενέργειας και της σκοτεινής ύλης που αποτελούν το μεγαλύτερο μέρος του σύμπαντος.

Τώρα, μια μεγάλη ομάδα αστρονόμων από όλο τον κόσμο κατασκευάζει το μεγαλύτερο οπτικό τηλεσκόπιο όλων των εποχών—το Εξαιρετικά μεγάλο τηλεσκόπιο (ELT)— στη Χιλή. Μόλις ολοκληρωθεί η κατασκευή το 2028, θα μπορούσε να δώσει απαντήσεις που θα μεταμορφώσουν τις γνώσεις μας για το σύμπαν.

Με τον κύριο καθρέφτη διαμέτρου 39 μέτρων, το ELT θα περιέχει τη μεγαλύτερη, πιο τέλεια ανακλαστική επιφάνεια που έχει κατασκευαστεί ποτέ. Η ισχύς συλλογής φωτός του θα ξεπεράσει αυτή όλων των άλλων μεγάλων τηλεσκοπίων μαζί, επιτρέποντάς του να ανιχνεύει αντικείμενα εκατομμύρια φορές πιο αμυδρά από το ανθρώπινο μάτι μπορεί να δει.

Υπάρχουν διάφοροι λόγοι για τους οποίους χρειαζόμαστε ένα τέτοιο τηλεσκόπιο. Η απίστευτη ευαισθησία του θα του επιτρέψει να απεικονίσει μερικούς από τους πρώτους γαλαξίες που σχηματίστηκαν ποτέ, με φως που έχει ταξιδέψει για 13 δισεκατομμύρια χρόνια για να φτάσει στο τηλεσκόπιο. Οι παρατηρήσεις τέτοιων μακρινών αντικειμένων μπορεί να μας επιτρέψουν να βελτιώσουμε την κατανόησή μας για την κοσμολογία και τη φύση της σκοτεινή ύλη και σκοτεινή ενέργεια.

Εξωγήινη ζωή

Το ELT μπορεί επίσης να προσφέρει μια απάντηση στο πιο θεμελιώδες ερώτημα από όλα: Είμαστε μόνοι στο σύμπαν; Το ELT αναμένεται να είναι το πρώτο τηλεσκόπιο που θα εντοπίσει εξωπλανήτες που μοιάζουν με τη Γη—πλανήτες που βρίσκονται σε τροχιά γύρω από άλλα αστέρια αλλά έχουν παρόμοια μάζα, τροχιά και εγγύτητα με τον ξενιστή τους όπως η Γη.

Καταλαμβάνοντας τη λεγόμενη ζώνη Goldilocks, αυτοί οι πλανήτες που μοιάζουν με τη Γη θα περιφέρονται γύρω από το άστρο τους στη σωστή απόσταση ώστε το νερό ούτε να βράσει ούτε να παγώσει—παρέχοντας τις προϋποθέσεις για την ύπαρξη ζωής.

Η κάμερα του ELT θα έχει έξι φορές καλύτερη ανάλυση από αυτή του Το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb, επιτρέποντάς του να τραβήξει τις πιο καθαρές εικόνες εξωπλανητών μέχρι τώρα. Όμως, όσο συναρπαστικές κι αν είναι αυτές οι εικόνες, δεν θα πουν όλη την ιστορία.

Για να μάθουν εάν είναι πιθανό να υπάρχει ζωή σε έναν εξωπλανήτη, οι αστρονόμοι πρέπει να συμπληρώσουν την απεικόνιση με φασματοσκοπία. Ενώ οι εικόνες αποκαλύπτουν σχήμα, μέγεθος και δομή, τα φάσματα μας λένε για την ταχύτητα, τη θερμοκρασία, ακόμη και τη χημεία των αστρονομικών αντικειμένων.

Το ELT θα περιέχει όχι έναν, αλλά τέσσερις φασματογράφους - όργανα που διαχέουν το φως στα συστατικά του χρώματα, όπως το εμβληματικό πρίσμα των Pink Floyd Η σκοτεινή πλευρά του φεγγαριού εξώφυλλο άλμπουμ.

Καθένας είναι περίπου στο μέγεθος ενός μικρού λεωφορείου και προσεκτικά περιβαλλοντικά ελεγχόμενος για σταθερότητα, αυτοί οι φασματογράφοι υποστηρίζουν όλες τις βασικές επιστημονικές περιπτώσεις του ELT. Για γιγάντιους εξωπλανήτες, οι Όργανο Harmoni θα αναλύσει το φως που έχει ταξιδέψει στην ατμόσφαιρά τους, αναζητώντας σημάδια νερού, οξυγόνου, μεθανίου, διοξειδίου του άνθρακα και άλλων αερίων που δείχνουν την ύπαρξη ζωής.

Για να ανιχνεύσουμε πολύ μικρότερους εξωπλανήτες που μοιάζουν με τη Γη, τόσο πιο εξειδικευμένο Όργανο των Άνδεων θα χρειαστεί. Με κόστος περίπου 35 εκατομμύρια ευρώ, οι Άνδεις θα μπορούν να ανιχνεύουν μικροσκοπικές αλλαγές στο μήκος κύματος του φωτός.

Από προηγούμενες δορυφορικές αποστολές, οι αστρονόμοι έχουν ήδη μια καλή ιδέα για το πού να ψάξουν στον ουρανό για εξωπλανήτες. Πράγματι, έχουν εντοπιστεί αρκετές χιλιάδες επιβεβαιωμένοι ή «υποψήφιοι» εξωπλανήτες με χρήση η «μέθοδος διέλευσης». Εδώ, ένα διαστημικό τηλεσκόπιο κοιτάζει επίμονα ένα κομμάτι του ουρανού που περιέχει χιλιάδες αστέρια και αναζητά μικροσκοπικές, περιοδικές βυθίσεις στις εντάσεις τους, που προκαλούνται όταν ένας πλανήτης σε τροχιά περνά μπροστά από το αστέρι του.

Αλλά οι Άνδεις θα χρησιμοποιήσουν μια διαφορετική μέθοδο για να κυνηγήσουν άλλες Γη. Καθώς ένας εξωπλανήτης περιστρέφεται γύρω από το άστρο του, η βαρύτητα του τραβάει το αστέρι, κάνοντάς το να ταλαντεύεται. Αυτή η κίνηση είναι απίστευτα μικρή. Η τροχιά της Γης αναγκάζει τον ήλιο να ταλαντώνεται με μόλις 10 εκατοστά το δευτερόλεπτο—την ταχύτητα περπατήματος μιας χελώνας.

Ακριβώς όπως το βήμα μιας σειρήνας ασθενοφόρου ανεβαίνει και πέφτει καθώς ταξιδεύει προς και μακριά από εμάς, το μήκος κύματος του φωτός που παρατηρείται από ένα αστέρα που ταλαντεύεται αυξάνεται και μειώνεται καθώς ο πλανήτης εντοπίζει την τροχιά του.

Είναι αξιοσημείωτο ότι οι Άνδεις θα μπορούν να ανιχνεύσουν αυτή τη μικροσκοπική αλλαγή στο χρώμα του φωτός. Το αστρικό φως, ενώ είναι ουσιαστικά συνεχές ("λευκό") από το υπεριώδες στο υπέρυθρο, περιέχει ζώνες όπου τα άτομα στην εξωτερική περιοχή του άστρου απορροφούν συγκεκριμένα μήκη κύματος καθώς το φως διαφεύγει, εμφανιζόμενο σκοτεινό στα φάσματα.

Μικρές μετατοπίσεις στις θέσεις αυτών των χαρακτηριστικών—περίπου το 1/10,000 του pixel στον αισθητήρα των Άνδεων—μπορεί, σε μήνες και χρόνια, να αποκαλύψουν τις περιοδικές ταλαντεύσεις. Αυτό θα μπορούσε τελικά να μας βοηθήσει να βρούμε ένα Earth 2.0.

Στο Πανεπιστήμιο Heriot-Watt, η ομάδα μου πιλοτάρει την ανάπτυξη ενός συστήματος λέιζερ γνωστό ως χτένα συχνότητας που θα επιτρέψει στις Άνδεις να φτάσουν σε τέτοια εξαιρετική ακρίβεια. Όπως τα τσιμπούρια χιλιοστών σε έναν χάρακα, το λέιζερ θα βαθμονομήσει τον φασματογράφο των Άνδεων παρέχοντας ένα φάσμα φωτός δομημένο ως χιλιάδες μήκη κύματος τακτικά απέχοντα.

Αυτή η κλίμακα θα παραμείνει σταθερή για δεκαετίες, μετριάζοντας τα σφάλματα μέτρησης που προκύπτουν από περιβαλλοντικές αλλαγές στη θερμοκρασία και την πίεση.

Με το κόστος κατασκευής του ELT να ανέρχεται στα 1.45 δισ. ευρώ, ορισμένοι θα αμφισβητήσουν την αξία του έργου. Αλλά η αστρονομία έχει μια σημασία που εκτείνεται σε χιλιετίες και ξεπερνά τους πολιτισμούς και τα εθνικά σύνορα. Μόνο κοιτάζοντας πολύ έξω από το ηλιακό μας σύστημα μπορούμε να αποκτήσουμε μια προοπτική πέρα ​​από το εδώ και τώρα.

Αυτό το άρθρο αναδημοσιεύθηκε από το Η Συνομιλία υπό την άδεια Creative Commons. Διαβάστε το αρχικό άρθρο.

Image Credit: ESO/L. Calçada / Wikipedia

• SEO Powered Content & PR Distribution. Ενισχύστε σήμερα.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Ενδυναμώστε τον εαυτό σας. Πρόσβαση εδώ.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Ενισχύθηκε η γνώση. Πρόσβαση εδώ.
• PlatoESG. Ανθρακας, Cleantech, Ενέργεια, Περιβάλλον, Ηλιακός, Διαχείριση των αποβλήτων. Πρόσβαση εδώ.
• PlatoHealth. Ευφυΐα βιοτεχνολογίας και κλινικών δοκιμών. Πρόσβαση εδώ.
• πηγή: https://singularityhub.com/2023/11/08/how-the-worlds-biggest-optical-telescope-could-crack-some-of-the-greatest-puzzles-in-science/